Ορυκτολογική-γεωχημική μελέτη των υλικών του παλαιού χώρου απόθεσης στην ευρύτερη περιοχή της πλατείας +53, Στρατώνι Χαλκιδικής

Περίληψη

Οι παλαιές αποθέσεις συμπυκνώματος σιδηροπυρίτη στην πλατεία +53 της μεταλλευτικής περιοχής του Στρατωνίου Χαλκιδικής αποτελούν το εμπορεύσιμο προϊόν του εργοστασίου εμπλουτισμού, το οποίο τροφοδοτούνταν από το πολυμεταλλικό κοίτασμα Pb-Zn-Ag του Μαντέμ Λάκκου. Σκοπός της διατριβής ήταν να εξεταστεί ορυκτολογικά το συμπύκνωμα σιδηροπυρίτη και να εξεταστούν γεωχημικά τα εδάφη που φιλοξένησαν για αρκετά χρόνια αυτό το συμπύκνωμα όπου και επηρεάστηκαν περιβαλλοντικά. Οι αποθέσεις συμπυκνώματος ταυτίζονται με την φιλοξενούσα μεταλλοφορία καθώς και με τα πετρώματα της γεωλογικής ζώνης των Κερδυλλίων που έγκειται η μεταλλοφορία. Ελήφθησαν έντονα οξειδωμένα και μη οξειδωμένα δείγματα συμπυκνώματος, ενώ από τα εδάφη της πλατείας +53 συλλέχθηκαν και δευτερογενή ορυκτά που σχηματίζονται σε επιφανειακές συνθήκες αποσάθρωσης, σε βοτρυοειδή συσσωματώματα και κρυσταλλωμένες κρούστες. Τα οξειδωμένα δείγματα συμπυκνώματος αποτελούνται κυρίως από σιδηροπυρίτη, γιαροσίτη, χαλαζία, σκοροδίτη, γκαιτίτη, χλωρίτη, μαγνητίτη, γαληνίτη, και λιγότερο από βιοτίτη, μικροκλινή. Τα μη οξειδωμένα δείγματα περιέχουν κυρίως σιδηροπυρίτη, γαληνίτη, σφαλερίτη, χαλαζία, γύψο και αλβίτη. Κοινό χαρακτηριστικό όλων των δειγμάτων συμπυκνώματος είναι ότι βρέθηκαν αρκετές συμφύσεις ορυκτών ενώ εντοπίστηκαν και ορυκτές φάσεις μετάλλων εντός άλλων ορυκτών. Εντοπίστηκε σύμφυση σιδηροπυρίτη με γαληνίτη, γαληνίτη με σφαλερίτη και σφαλερίτη με σιδηροπυρίτη, ενώ εντοπίστηκαν ορυκτές φάσεις As εντός σιδηροπυρίτη που συνδέονται με Au, καθώς και εγκλείσματα As, Ag, Fe, Cu, Mn εντός σφαλερίτη. Τα ορυκτά των εδαφών της πλατείας +53 περιλαμβάνουν χαλαζία, χλωρίτη, μαγνητίτη, αμφίβολο, μικροκλινή ενώ τα δευτερογενή ορυκτά που συνδέονται άμεσα με όξινες απορροές, περιλαμβάνουν θειικά άλατα όπως γιαροσίτη, εξαϋδρίτη, Μn-ούχο μελαντερίτη, Ca-ούχο κοπιαπίτη, οξείδια Fe,Mn όπως σκοροδίτη και γιανγκουνίτη καθώς και άμορφα οξείδια – υδροξείδια Fe, Mn. Τα στοιχεία Pb, Zn, As, Cd παρουσιάζουν στα ορυκτά, τιμές ασυνήθιστα υψηλές καθώς συνδέονται γενετικά με την μεταλλοφορία στα ορυκτά γαληνίτης, σφαλερίτης, σιδηροπυρίτη αντίστοιχα.Ο Au παρουσιάζει χαμηλές τιμές ενώ αύξηση περιεκτικότητας παρουσιάζει στα οξειδωμένα δείγματα που σχετίζονται με σιδηροπυρίτη και συγκεκριμένα έχει άμεση συσχέτιση με το As. Το ίδιο συμβαίνει και με τον Ag ο οποίος σχετίζεται με τον Pb στον γαληνίτη καθώς και στο Cd το οποίο σχετίζεται με την ύπαρξη Zn στον σφαλερίτη. Επίσης χαμηλές περιεκτικότητες Au βρεθήκανε και σε δείγματα αργιλικών εδαφών όπου δεχόντουσαν όξινες απορροές οι οποίες λιμνάζανε για αρκετές μέρες. Τέλος η παρουσία του συμπυκνώματος σιδηροπυρίτη και των θειικών αλάτων κατεβάζουν εμφανώς τις τιμές pH στα δείγματα που περιέχουν είτε εδάφη είτε συμπύκνωμα. Οι τιμές pH που περιέχουν δείγματα σιδηροπυρίτη ή θειικών αλάτων κυμαίνονται από 1.7 έως 2.5, ενώ η συνολική μεταβολή του pH είναι 1.7 – 6.
 
The old pyrite concentrate deposits in area +53 of Stratoni mining district Chalkidiki is the useful product of beneficiation plant, fed from the polymetallic ore Pb-Zn-Ag of Madem Lakkos. The purpose of this master thesis was to investigate the mineralogy of pyrite concentrate and the geochemistry of affected underneath soil. The pyrite concentrate deposits coincide with host mineralization as well as the Kerdyllia bedrock, which lies in the mineralization. The received sample groups were the heavily oxidized and non-oxidized concentrate samples, while the collected soils of the area +53 were secondary minerals formed in surface weathering conditions in botryose crystallized agglomerates and crusts. The oxidized concentrate samples consist mainly of pyrite, jarosite, quartz, scorodite, goethite, chlorite, magnetite, galena, and less biotite, microcline feldspar. The non - oxidized samples contain mainly pyrite, galena, sphalerite, quartz, gypsum and albite.The common feature of all concentrate samples is the several mineraladhesions and various metal phases discovered in other minerals. Detected adhesions include galena inside pyrite, sphalerite inside galena, sphalerite and pyrite inside galena, As-enriched pyrite which includes gold and As, Ag, Fe, Cu, Mn - enriched phases in sphalerite. The area +53 minerals includequartz, chlorite, magnetite, amphibole, microcline and secondary minerals assosiated with acid mine drainage wich include sulfates such as jarosite, hexahydrate, manganese melanterite, calcium copiapite, Fe, Mn oxides such as scorodite, jangunitte and amorphous Fe, Mn oxides – hydroxides. The Pb, Zn, As, Cd elements presents abnormally high values related with mineralization in galena, sphalerite, pyrite respectively. Presence of Au is associated with As-riched pyrite and geochemically with As, but generally the values of Au are quite low. The same happens in Ag associated with galena, as well as Cd element with sphalerite. Low concentrations of Au were discovered in clay soil samples that receive acid drainage waters stagnating for many days. Finally, pyrite concentrate and secondary sulfates reduce the values of pH either on soil or on concentrate samples.PH values of pyrite or sulfates samples ranged from 1.7 to 2.5, with a total pH range of 1.7-6.